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摘要:在药物研究领域逐渐发展的背景下,越来越多的化学药剂和传统中草药研究,成为当下药物研究的重要前提,而进行中药制药的过程,以及新型中药实验的研究过程中,对于废弃物处理技术的成熟,也逐渐成为制药技术继续发展的重要前提条件。尤其是在目前资源过度开发的背景下,中药制药需要在严格的管理体系下,尽可能地优化目前的废水预处理技术,根据其中药物的化学性质,成体系化的处理药物废水。除此以外,从企业的发展角度上来看,用成本相对较小的固体废弃物处理,在废水处理的性价比上,能够更加容易获得企业的青睐。因此通过固体废弃物,进行中药制药废水的预处理技术,需要从实验效果,到废水污染性物质的处理效果,都是非常重要的研究课题。
1引言
中药制药所产生的废水,主要是药物的毒性、酸性和化学反应,可能会对于处理环境造成一定的影响,而成熟的预处理技术,能够将废水的有害性尽可能地降低,以达到废弃物的无害化处理。在制药废水的排放标准中,其中以COD的去除效果,以及脱色率的相应参数,能够满足国家在相关领域中的规定范围内,作为废水处理标准的基本参数,将化学药品的废液,在一定的要求范围以内,按照既定的方案,进行回收和处理。而预处理的方法,需要结合企业的预算,废水处理工艺适宜的条件,和废水内药物的主要化学成分,综合考虑选择最优方案。在逐渐发展的废液处理技术中,对于铁屑和炉渣应用价值的开发,获得了阶段性的进展,尤其是在内电解的基础之上,在同等成本的材料中,COD的去除效果也是位列前茅。
2固体废弃物预处理的主要原因、材料和方法
在资源短缺、竞争激烈的大背景下,材料的选用和低成本处理方法的选择,成为制药企业在市场竞争当中,必不可少的重要手段,而炉渣和铁屑是完成废液预处理的关键材料。主要的处理步骤,是通过加入铁屑,配合着1mL的H2O2,通过一些溶液的混合,针对废液的pH和其他化学性质的调整,尽可能地保障制药过程当中,所产生的毒性和影响后续处理的性质,在一定程度上得到缓解。而对于目前的化工技术来说,要想将废液造成的环境污染现象,尽可能地降到最低,首先是对于预处理材料的实验。在锁定最适宜使用的材料后,通过控制变量的形式经过多次实验和反复验证,来求证所使用的方法,相对于其他原理存在突出的特点。作为中药废液,其中所导致污染问题的主要原因,是由于药业在加工过程中,往往需要配合一定量的化学反应,而在这个过程当中,所生成的一次产物、多次产物,具有独特的化学污染性。而在以往的环境治理经验下,化工污染无法及时被分解,会由生物链的传递,导致人类社会反受其害。而对于中药废水来说,存在一定的颗粒渣滓,并且色素污染性强,其中化合有机物的分解能力,大多数都不属于自然分解能力。由此,为了保障中药制药水平的发展,开发处理效率高、处理成本低的废水处理体制,是必要的实验课题,将固体废弃物作为净化原料,利用物理电解法,通过Fe2+对于有机物的破坏能力,降低废液对于外部环境的污染。
3中药制药废水预处理的缺点与难点
3.1固定化的处理模式缺乏针对性。经过实验室的研究结果显示,中药制药的废水成分当中,主要是药品不同的选择和搭配,会造成不同的化学反应,其中由于废液遇到氧气,造成的有机反应也会导致成分的变化。尤其是在制药成本上来说,针对性的设计每一种废液的处理方法,会造成相当大的经济压力,因此在中药制药以后,需要选择通用性较强的处理方案,来降低制药废水的处理成本,同时对于差距较大的废液,尽可能地增加处理方法的种类[1]。而在制药以后的处理上,经常存在的问题是用固定模板,进行废液的处理,这种方法不但无法迅速完成净化,同时在处理效果上也略逊一筹,并且固定化模式的处理手段,可能会造成另外不必要的反应。尤其是对于一些有机污染物,在排放后其污染能力较强,并且普通的沉淀方法,对于各种化合物的沉降效果也相对较差。因此更加需要结合实际情况,对于药品制备流程中,可能出现的化合物、元素,进行针对性的沉降和去除,在一定程度上,提高对于污染性物质的去除效率。
3.2中药制药废水中的有机污染物种类复杂。目前由于废液不按标准排放,最直接的污染现象,就是导致环境的富营养化,而导致这种原因的首要原因,就是由于有机物造成的污染现象。根据实验室的分析结果来看,有机物的分子结构,以及化学结构中的发色基团,是导致废液排放不满足标准的首要原因,而通过单纯的物理分解,无法实现所有污染物的有效电解。况且根据废液处理控制成本的原则,尤其是在大批量处理的情况下,对于电力能源的消耗过大,并且按照基本分解原理,电解实现有色度去除的效果,并没有在实验中呈现明显效果。尤其是对于末端吸收蓝移的效果,对于复杂的有机物分子来说,简单的物理处理方法,以及一些简单的化学反应,无法轻易地造成有机物结构的破坏,由于有机物结构相对稳定[2]。因此在进行实验的过程中,不同有机物需要不同化学破坏的方法,只有通过针对性的手段,增加目前的制药废水的处理效果。
3.3部分污染物的处理不彻底。除了一些不易分解的有机物以外,还有很多有毒的粒子,难以形成沉淀和气体,无法将其从溶液中彻底消除,因此在实验室的预处理操作中,需要考虑到这部分的化学物质,在进行排放后的毒性。而常常在废液处理上,研究人员容易将重心,放在废水的去色和COD的去除上,可是在污染物去除率的检测上,却很容易出现疏忽,尤其是毒性和对于环境的影响。由此可知,在经过处理的制药废水中,仍然可能存在着极强的药性,而这部分化学物质,可能会与其他的粒子进行再次反应,重新生成污染物,同时也可能会由于,带毒粒子的意外排放,造成周围环境长时间内的无法使用[3]。而在实际的制药生产中,由于目前逐渐严格的检测机制,这种情况出现的概率相对较小,但是据目前实验来看,污染物处理不彻底的现象仍然存在。通过相对严谨的监管体系,能够有效地降低制药废水的污染,但是随着处理效率的缺陷,污染物的处理成本,又提高了一个层次。
3.4全面彻底的废水预处理成本较高、工艺复杂。对于目前逐渐发展的废液处理技术,首先最简单的方法,就是通过废物利用的方式,尽可能最大化的,实现污染物的高效去除。可是中药主要是根据植物的药性,进行熬制或添加等方式,实现药性向溶液的转换,因此一般的化学处理方法,可能无法有效地处理全部的化学物质。因此在一般的制药企业,采用紫外线等方式将复合物分解,再通过化学沉降的方式处理废水,但是这样的方法,对于设备的要求很高,且在操作过程当中,能够明显察觉出紫外线对于液体的操作难度很高。因此在处理工艺和成本上,需要相当高的要求。以下将结合实验室中,不同处理手段的情况下,对于不同处理方法的数据分析,来确定制药废液的最佳处理方式。
4固体废弃物预处理的实验结果比较与分析
不同方法下对于废液的处理效果,在各种评定关键上的数据,如表1所示。
4.1固体废弃物对于制药废液的处理优势。首先根据实际调研显示,在制药过程当中往往需要高温环境,因此对于中药制药流程来说,炉渣、铁屑等都属于废物,制作成本能够得到调整。另外就根据以上表格中的数据来看,通过低成本固体,配合这一定量成本较低的化学试剂,能够有效地去除废液中的有色基团。因此就废水当中的有害物质,以及大多数的有机化合物,会由于铁屑、炉渣中的Fe2+在一定的催化作用下,导致有机物的失活和沉淀,在通用性上也要比一般的化学试剂,更加具有处理优势。在实验过程当中,固体废弃物的使用,极易引起药液与内部离子的反应,因此出现黄色微小沉降,配合着化学试剂的辅助作用,能够加速絮状沉降,因此以上的第四种方法,为制药废水处理的最佳方法。
4.2实验中环境因素对于去除效果的影响。由于实验环境对于实验效果,可能会造成一定的影响,因此在进行实验以前,必须要调整实验中的环境因素,尤其是根据一般反应中,所需要的最佳酸碱性、温度和固体的粉碎程度,都是影响实验效果的直接因素。在35℃下,按照6左右区间的pH取值,是按照文献资料调查后,实验所处的最佳环境条件,但是在制药工业化生产的过程中,还需要结合实际的药物性质,进行相应环境的调整[4]。举例来说,在废水中存在不稳定物质时,为避免高温造成的不必要反应,需要尽可能地调低温度,在这样的环境下,能够更加稳定的进行药液中,有害物质的沉降。而对于pH来说,随着溶液的酸性增强,COD去除率以及其他的指标,都会相应的有所降低,因此对于处理工艺来说,控制环境是实现高效预处理的重要前提。
4.3固体废弃物处理中对于用量的控制。在进行实验的过程中,是以固体废弃物与化学试剂的配合,利用原电池原理进行内部催化,尽可能地控制实验试剂的用量。根据参考文献的查阅,按照1:50体积比的量,进行H2O2与废水的结合,同时将适量的石灰乳和固体废弃物放入,尽可能在充沛的反应时间内,进行稳定的化学反应。而在制药废水处理以前,需要根据处理废液的体积,进行详细方案的制定,以确保所备用的物质,满足废液处理的充分反应,尽可能多的处理其中的有害物质,降低排放后的污染性。根据上表结果显示,在进行实验的过程当中,控制石灰乳的用量,不但能够使部分化学物质迅速沉降,同时还能够有效提升废液的透明度,降低废液的颜色。
5结束语
利用固体废弃物进行制药废液的处理,主要是在降低成本的前提下,尽可能地提升废水的COD去除率。在适宜的环境条件下,通过调整化学试剂与废液的配比,将炉渣和铁屑的处理效果达到最高。
参考文献:
[1]宋天成,傅科平,辜碧.固体废弃物预处理中药制药废水的实验解析[J].环境与发展,2020(5):38~39.
[2]谢祖芳,陈渊,梁达文,等.固体废弃物预处理中药制药废水的实验研究[J].应用化工,2010(7):980~983.
[3]许晓毅,李泊娇,胡丹等.微电解联合Fenton氧化-混凝沉淀法预处理医药中间体废水的小试研究[J].水处理技术,2012(10):62~64.
[4]刘冠柱.预处理+A/O工艺替代厌氧工艺对中药制药废水的处理[J].安徽化工,2017(6):99~100.
作者:吴丽燕 王秀丽 白鹤 单位:杭州绿夏环境科技有限公司 安徽睿晟环境科技有限公司 浙江东天虹环保工程有限公司